DE2805671A1 - Einrichtung zur verbesserung der flugaschenabscheidung in einem verbrennungs-, insbesondere abfallverbrennungsofen mit mehrzugkessel - Google Patents
Einrichtung zur verbesserung der flugaschenabscheidung in einem verbrennungs-, insbesondere abfallverbrennungsofen mit mehrzugkesselInfo
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Description
BE 18 394
Von Roll AG, Gerlafingen
Einrichtung zur Verbesserung der Flugaschenabscheidung in einem Verbrennungs-, insbesondere Abfallverbrennungsofen mit
Mehrzugkessel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verbesserung der Flugaschenabscheidung in einem Verbrennungs-,
insbesondere Abfallverbrennungsofen mit Mehrzugkessei, bei
dem zwei Vertikalzüge durch eine untere Umlenkung miteinander verbunden sind.
Da es bei Verbrennungsofen mit eingebautem Dampferzeuger
meist nicht möglich ist, den Kessel als geradlinige vertikale Einheit, d.h. als sogenannten "Einzugkessel", oberhalb des
Ofenfeuerraumes anzuordnen, wird der Rauchgasweg im Verbrennungsofen bekanntlich in mehrere vertikale Züge aufgeteilt,
die jeweils an der Umkehrstelle des Rauchgasweges durch zwei
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90 -Umlenkungen bzw. eine 180°-Umlenkung miteinander verbunden
sind. Hierbei befinden sich am unteren Ende der Vertikalzüge 180°-Umlenkungen, die zugleich als Ascheaustragstrichter
ausgebildet sind. Beim Durchströmen dieser unteren Umlenkungen reisst die Rauchgasströmung infolge der Zentrifugalkräfte ab.
Dadurch wird der nachfolgende, aufwärtsgehende Vertikalzug
von den Rauchgasen nur sehr einseitig und örtlich mit grosser Geschwindigkeit angeströmt. Zudem bewirkt die Zentrifugalbeschleunigung
der Rauchgase, dass die Flugasche im Rauchgasstrom nach aussen getragen wird. Hierbei werden grössere
Ascheteilchen, deren Grosse etwa 200 ^i überschreitet, von dem
auf einer etwa halbkreisförmigen Bahn umkehrenden Rauchgasstrom in den Ascheaustragstrichter ausgeschleudert, während
die feineren Aschepartikel sich in der äusseren Randpartie des umkehrenden Rauchgasstromes sammeln. Dadurch entstehen
dort hohe Flugaschekonzentrationen im Rauchgas, so dass sich also in der Umlenkung das Feld hoher Rauchgasgeschwindigkeit
mit dem Feld hoher Aschekonzentration praktisch deckt. Wenn also im nachfolgenden, aufwärtsgehenden Zug konvektive Wärmetauscher,
z.B. Verdampfer oder Ueberhitzer eines Dampfkessels, als Nachschaltheizflachen eingebaut sind, so v/erden diese
von den Rauchgasen ungleichmässig angeströmt, wobei im Bereich der grossen Rauchgasgeschwindigkeit bzw. Flugaschekonzentration
hohe Verschmutzungsraten auftreten, falls die anfliegenden Ascheteilchen durch Erreichung des Ascheschmelzpunktes
erweicht sind. Zwar ist bei Asche mit hohem Schmelzpunkt, d.h. bei nicht erweichten Flugascheteilchen, die
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Verschmutzung der Heizflächen geringer, doch führen sie oft durch Erosion zu schwerwiegenden Schaden am Ueberhitzer bzw.
Verdampfer.
Bei den konventionellen Rauchgasumlenkungen reichen also
die Zentrifugalbeschleunigungen bzw. -kräfte licht aus, um auch kleinere Flugascheteilchen mit einer Grosse unterhalb
200 μ aus dem Rauchgasstrom abzuscheiden bzw. zu verhindern,
dass Ascheteilchen mit einem Durchmesser grosser als ca. 100/U zu den im zweiten Zug angeordneten konvektiven Wärmeaustauschflächen
gelangen, wie dies wünschenswert wäre. Solch1 grössere Flugascheteilchen sind häufig im Kern noch
weich bzw. plastisch und zerplatzen beim Auftreffen auf
diese Heizflächen, was zu den bekannten Verschmutzungen dieser Heizflächen führt. Sind andererseits diese Ascheteilchen
vollständig erstarrt bzw. nicht erweicht worden, so verursachen sie infolge ihrer grossen kinetischen Energie
beim Aufschlagen auf den Wärmeaustauschflächen starke Erosionen, die namentlich im Verein mit Korrosionswirkungen
diese Heizflächen relativ rasch zerstören. Zudem ist die nur einseitige Anströmung des nachfolgenden Vertikalzuges,
d.h. die ungleichmässige Beaufschlagung der darin eingebauten
Wärmeaustauschflächen auch im Hinblick auf die thermische Belastung der Wärmetauscherrohre und den thermischen Kesselwirkungsgrad
nachteilig.
Zweck der Erfindung ist, die vorgenannten Nachteile zu be-
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heben.
Demgemäss betrifft die Erfindung r eine Einrichtung zur Verbesserung
der Flugaschenabscheidung in Verbrennungs-, insbesondere Abfallverbrennungsöfen mit einem Mehrzugkessel, bei
dem zwei Vertikalzüge durch eine untere Umlenkung miteinander verbunden sind, die erfindungsgemäss gekennzeichnet ist
durch eine in der Umlenkung angeordnete, den Rauchgasstrom in zwei Teilströme aufteilende Lenkwand,eine auf deren Anströmungsseite
vorgesehene Lenknase und ein an der die Umlenkung rückseitig begrenzenden Wand angeordnetes drittes
Lenkorgan.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung
nach der Erfindung, mit dem auch deren Wirkungsweise veranschaulicht wird, schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 zwei Vertikalzüge eines Müllverbrennungsofens mit einer herkömmlichen unteren Umlenkung, in einem
Vertikalschnitt,
Fig. 2 das Gasgeschwindigkeits- und Aschekonzentrationsprofil der Umlenkung nach Fig. 1, in der Ebene A1-A2
der Fig. 1,
Fig. 3 zwei Vertikalzüge eines Müllverbrennungsofens mit
der erfindungsgemäss eingerichteten unteren Umlenkung,
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in einem Vertikalschnitt, und
Fig. 4 das Gasgeschwindigkeits- und Aschekonzentrationsprofil der Umlenkung nach Fig. 3, in der Ebene A1-A2
der Fig. 3.
In Fig. 1 sind zwei im Querschnitt rechteckige Vertikalzüge 1 und 2 eines Müllverbrennungsofens, die durch eine vertikale
Zwischenwand 3 voneinander getrennt sind, an ihren unteren Enden durch eine allgemein mit 4 bezeichnete herkömmliche
180 -Umlenkung miteinander verbunden. Die Umlenkung 4 bildet mit einer geneigten Vorderwand 5 und einer vertikalen Rückwand
6 einen einseitig abgeschrägten Ascheaustragstrichter 7, durch dessen untere Oeffnung 7a die aus dem Rauchgasstrom
abgeschiedene Flugasche abgeführt wird. Der allgemein mit bezeichnete, durch Darstellung seiner Stromlinien 8a veranschaulichte
Rauchgasstrom, der im ersten, abwärtsgehenden Zug 1 von oben nach unten gerichtet ist, durchströmt aufgrund
der in ihm wirksamen Zentrifugalbeschleunigung bzw. Zentrifugalkräfte die 180°-Umlenkung 4 mit dem grösstmöglichen
Bahnradius, um anschliessend von unten nach oben in den nachfolgenden, aufwärtsgehenden Zug 2 einzutreten. Beim
Durchströmen der Umlenkung 4 reisst die Rauchgasströmung 8
infolge der Zentrifugalkräfte an der unteren Kante 3a der Zwischenwand 3 ab, wobei sich im Bereich dieser Kante ein
Wirbel 9 bildet. Dadurch wird der zweite, aufwärtsgehende Zug 2 in seiner Eintrittsebene A1-A2 von den Rauchgasen nur
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aussen, d.h. einseitig, mit grosser Geschwindigkeit angeströmt. Zudem werden die Flugascheteilchen durch die Zentrifugalkräfte
auf der etwa halbkreisförmigen Bahn des Rauchgasstromes 8 nach aussen gedrängt, wobei die grösseren Ascheteilchen
mit einem Durchmesser grosser als ca. 200 /i vom Rauchgasstrom
8 in den Aschetrichter 7 ausgeschleudert werden, währen d die feineren Aschepartikel (in der Grössenordnung
unterhalb 200 ^u) sich in der äusseren Partie des seine Strömungsrichtung
umkehrenden Rauchgasstromes 8 sammeln, von diesem in der Umlenkung 4 nach oben getragen werden und auf
den im zweiten Zug 2 angeordneten konvektiven Wärmetauscher 10, sei dies nun ein Verdampfer oder Ueberhitzer, aufprallen.
In der Eintrittsebene A1-A2 des nachfolgenden Zuges 2 erreicht die Aschekonzentration der Rauchgase ganz aussen,
d.h. nahe der vertikalen Trichterwand 6, die sich nach oben als rückseitige Begrenzungswand 6a des zweiten Zuges 2 fortsetzt,
ihren grossten Wert, während sich in dieser Ebene
auf der anderen Seite, d.h. innen im Bereich des unteren Endes der Zwischenwand 3 inbezug auf den Rauchgasstrom 8 ein
totes Gebiet 11 einstellt, das praktisch nur durch den bereits erwähnten Ablösungswirbel 9 beherrscht wird und durch
das Abreissen der Strömung 8 an der Kante 3a und die relativ grossen Bahnradien ihrer einzelnen Stromlinien 8a bedingt
ist.
Da die Totzone 11 links im Bereich der Kante 3a bzw. der Stelle Al, bezogen auf den Eintrittsquerschnitt A1-A2 des
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zweiten Zuges 2, relativ gross ist, ist hier die Anströmung des zweiten Zuges 2 und damit des Wärmetauschers 10 ausgeprägt
asymmetrisch, wobei überdies die Aschekonzentration nach rechts zur Stelle A2 hin stark zunimmt. Daraus ergibt
sich für den Wärmetauscher 10 nicht nur eine ungleichmässige thermische Belastung, sondern auch eine ungleichmässige
Verschmutzung, wie auch ungleichmässige mechanische Beanspruchung infolge der einseitig, d.h. nach rechts zur Stelle
A2 hin zunehmend, aufprallenden Aschepartikel, wie dies im Schaubild der Fig. 2 qualitativ veranschaulicht ist.
In Fig. 2 ist das Gasgeschwindigkeits- und Aschekonzentrationsprofil
der konventionellen Umlenkung 4 nach Fig. 1 in der horizontalen Eintrittsebene A1-A2 des nachfolgenden Zuges
dargestellt, wobei die Strecke A1-A2 zugleich der lichten Breite des Gaseintrittsquerschnitts für den nachfolgenden
Vertikalzug 2 entspricht. Auf der Ordinate 12 links im Diagramm ist die Geschwindigkeit der Rauchgase und auf der
Ordinate 13 rechts die Aschekonzentration in den Rauchgasen (z.B. in mg/Nm ) aufgetragen, während auf der Abszisse des
Schaubildes die Abstände von der Stelle Al, d.h. von der unteren Kante 3a der vertikalen Zwischenwand 3 aufgetragen
sind. Im Diagramm der Fig. 2 ist die voll ausgezogene Kurve der Gasgeschwindigkeit mit 14 und die gestrichelt gezeichnete
Kurve der Aschekonzentration mit 15 bezeichnet, wobei aber, wie bereits betont, diese beiden Kurven nur qualitativ die
Tendenz über die betrachtete Strecke A1-A2 wiedergeben
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sollen.
Aus dem Schaubild der Fig. 2 geht zunächst einmal hervor, dass sowohl die Gasgeschwindigkeit 14 als auch die Aschekonzentration
15 zur Stelle A2 hin, d.h. bezogen auf den umkehrenden Rauchgasstrom 8 nach aussen zur Wand 6 bzw. 6a
hin (vgl. Fig. 1) stark zunimmt. Ferner zeigt Fig. 2, dass die Gasgeschwindigkeit 14 links im Bereich der Stelle Al,
d.h. in Nähe der Wandkante 3a (vgl. Fig. 1) sogar umschlägt und negativ ist, d.h. die Strömung zur gewünschten Hauptströmungsrichtung
sogar entgegengesetzt ist, was auf den Abreisswirbel 9 in der Ablösungszone 11 zurückzuführen ist
(vgl. Fig. 1). Die Gasgeschwindigkeit 14 nimmt rechts kurz vor der Stelle A2 zu dieser Stelle hin plötzlich wieder stark
ab, was auf die Wandreibung an der Trichterrückwand 6 beruht (vgl. Flg. 1).
IN Fig. 3 ist die erfindungsgemässe Einrichtung zur Verbesserung
der Flugaschenabscheidung in der Umlenkung wieder im Vertikalschnitt dargestellt, wobei in Fig. 3 die Teile, die
auch schon bei der konventionellen Umlenkung nach Fig. 1 vorhanden sind, mit denselben Bezugszeichen wie dort versehen
sind.
Diese Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Kombination von drei Leit- oder Lenkelementen 16, 17 und 18, wobei
in Fig. 3 eine in der unteren 180 -Umlenkung 4 eingebaute, den ankommenden Rauchgasstrom 8 in zwei Teilströme 19 und 20
aufteilende Lenkwand mit 16, eine an deren Ausströmungsseite
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16c vorgesehene Lenknase mit 17 und ein an der die Umlenkung
4 rückseitig begrenzenden Trichterwand 6 angeordnetes drittes Lenkorgan mit 18 bezeichnet ist.
Die einzelnen Stromlinien, die den Strömungsverlauf in der Umlenkung 4 veranschaulichen, sind in Fig. 3 für die beiden
Rauchgas-Teilströme 19 und 20 mit 19a bzw. 20a bezeichnet. Die durch die Lenkwand 16 durch Aufteilung des aus dem
abwärtsgehenden, ersten Vartikalzug 1 austretenden Rauchgasstromes
8 innerhalb der Umlenkung 4 gebildeten beiden Teilströme 19 und 20 werden mit beträchtlich kleinerem Radius
umgelenkt als der gesamte Rauchgasstrom 8 in der herkömmlichen Umlenkung 4 nach Fig. 1, wie dies weiter unten näher erläutert
werden soll. Da die Zentrifugalbeschleunigung umgekehrt proportional zum Bahnradius der Strömung ist, sind
hier die Zentrifugalkräfte, die die Ascheteilchen auf der
gekrümmten Strömungsbahn nach aussen drängen, im Vergleich zum erheblich grösseren Bahnradius in Fig. 1 wesentlich
grosser. Dadurch wird die Abscheidung der Flugascheteilchen aus den beiden Rauchgas-Teilströmen 19 und 20 beträchtlich
erhöht.
Die hier geradlinig ausgebildete, d.h. mit wenigstens annähernd zueinander parallelen, jedenfalls ebenen Hauptflächen
versehene Lenkwand 16 endet, bezogen auf den Weg der beiden Teilströme 19 und 20, hinten, d.h. mit ihrer
oberen Kante 16a kurz vor der horizontalen Eintrittsebene
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A1-A2 des nachfolgenden, aufwärtsgehenden Vertikalzuges 2. Die Lenkwand 16, die hier in Strömungsrichtung der beiden
Teilströme 19 und 20 gegenüber der Trichterrückwand 6 leicht geneigt ist, erfasst einen Teil der Gasmenge des Rauchgasstromes
8 und lenkt diesen hinter der Kante 3a der Zwischenwand 3, an der wieder eine Ablösung der Strömung stattfindet,
in Form des Teilstromes 19 in einem gegenüber dem ungeteilten Rauchgasstrom 6 in Fig. 1 erheblich engeren Radius in den
nachfolgenden Vertikalzug 2, wobei der Ablösungswirbel 9 gegenüber dem entsprechenden Wirbel 9 in Fig. 1 ebenfalls
kleiner ausfällt. Die vom Teilstrom 19 mitgeführten, relativ grossen Flugascheteilchen, deren Grosse oberhalb ca» 100 ja
liegt, werden infolge der in diesem Teilstrom herrsehenden
Zentrifugalkräfte in eine sich an der Anströmungsseite 16c
der Lenkwand 16 einstellende Beruhigungszone 21 ausgeschleudert und rieseln von dort längs der Lenkwand 16 nach unten
zu deren Unterkante 16b, wo sie vom aussenliegenden Teilstrom 20, der die Lenkwand 16 unten umspült, erfasst werden.
Da der Radius des Rauchgasteilstromes 20 wenigstens annähernd genauso gross ist wie der Radius des (innenliegenden bzw.
oberen) Rauchgasteilstromes 19, werden diese Ascheteilchen vom aussenliegenden Teilstrom 20 aufgrund der in diesem
herrschenden Zentrifugalkräfte ein zweites Mal abgeschieden, nunmehr aber zusammen mit den entsprechend grossen Flugascheteilchen
(d.h. gleichfalls mit einer Grosse oberhalb ca. 100 ji) , die schon von vornherein im Teilstrom 20 vorhanden
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waren, in den Aschentrichter 7 ausgeschleudert.
Die inbezug auf den Rauchgasweg hinten, d.h. am oberen Ende der Lenkwand 16 vorgesehene Lenknase 17, die grundsätzlich
an der Anströmungsseite 16c der Lenkwand angeordnet ist und
hier gemäss Fig. 3 deren Oberkante 16a bildet, erzeugt die zur Flugaschenabscheidung aus dem innenliegenden bzw. oberen
Teilstrom 19 erforderliche Beruhigungszone 21, wobei sie
zugleich den Teilstrom 19 in Richtung auf das praktisch nur vom Ablösungswirbel 9 beherrschte, d.h. nicht von der Hauptströmung
durchsetzte Totgebiet 11 hin verschiebt, wodurch dieses Gebiet, das ohnehin wegen des erheblich kleineren
Umlenkradius an der Zwischenwandkante 3a kleiner ist als in Fig. 1, noch weiter eingeengt wird.
Das an der rückwärtigen Trichterwand 6 angebrachte, hier annähernd auf gleicher Höhe wie die untere Partie der Lenknase
17 angeordnete dritte Lenkorgan 18 erstreckt sich bei gleichbleibendem Querschnitt horizontal an der Innenseite
der Wand 6 und besitzt hier einen im wesentlichen winkelförmigen Querschnitt. Durch das Lenkorgan 18, das sich über
die ganze lichte Breite des Querschnitts des zweiten Zuges 2 erstreckt, wird der Umlenkradius des die Lenkwand 16 unten
umströmenden aussenliegenden Teilstromes 20 verkleinert, was seinerseits zur symmetrischen Anströmung der Heizflächen
des konvektiven Wärmetauschers 10 beiträgt. Das Lenkorgan 18 erzeugt an seiner Abströmseite eine relativ kleine Ablösung
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in einer Zone 22, in der sich ein entsprechend kleiner Ablösungswirbel
23 einstellt. Diese Ablösungszone 22 genügt aber, um eine an der Abströmseite der Lenkwand 16 gebildete
Ablösungszone 24 und den darin erzeugten Wirbel 25 klein zu halten und unter Ausnutzung des in ihm herrschenden Unterdruckes
den aussenliegenden Teilstrom 20 so abzulenken, dass er sich am oberen Ende der Lenkwand 16 mit dem anderen,
innenliegenden Teilstrom 19 vereinigt und dass die Heizflächen des konvektiven Wärmetaaschers 10 nahezu senkrecht
und symmetrisch, d.h. über den Eintrittsquerschnitt A1-A2 des zweiten Zuges 2 gleichmässig, angeströmt werden.
Jedenfalls führt das Zusammenwirken von Lenkwand 16, Lenknase 17 und drittem Lenkorgan 18 nach Lage und Ausbildung
der Stromlinienbündel 19a und 20a der beiden Teilströme 19 und 20 gemäss Fig. 3 zu einer erheblich günstigeren Anströmung
des im nachfolgenden aufwärtsgehenden Zug 2 zuunterst eingebauten Wärmetauschers 10 als bei Verwendung der konventionellen
Umlenkung 4 ohne solche Einbauten, bzw. mit dem einzigen Stromlinienbündel 8a des ungeteilten Rauchgasstromes
8 nach Fig. 1. Dadurch wird sowohl eine örtlich übermässige Verschmutzung und mechanische Ueberbeanspruchung der Rohre
des konvektiven Wärmetauschers 10 infolge anfliegender Flugascheteilchen als auch eine thermische Ueberlastung
dieser Rohre noch dazu praktisch an denselben Rohrpartien im Vergleich zur konventionellen Umlenkung 4 nach Fig. 1
vermieden.
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In Fig. 4 ist wieder das nur qualitative Gasgeschwindigkeitsund
Aschekonzentrationsprofil in der Eintrittsebene Α1-Λ2
des nachfolgenden, aufwärtsgehenden Zuges 2 für die mit der Einrichtung 16/17/18 nach Fig. 3 ausgerüstete Umlenkung
dargestellt. Beim Vergleich mit dem entsprechenden Diagramm für die herkömmliche Umlenkung 4 nach Fig. 2 ergibt sich
vor allem, dass die Gasströmung 14, die bei der konventionellen Umlenkung einseitig zur Stelle A2, d.h. zur rückseitigen
Trichterwand 6 bzw. Rückwand 6a des zweiten Zuges 2 hin verschoben ist, nunmehr über einen relativ grossen
mittleren Bereich der Strecke A1-A2 verteilt wird. Zwar zeigt die Kurve 14 zwei den beiden Teilströmen 19 und 20
(vgl. Fig. 3) zuzuordnende Scheitelstellen S19 und S20, jedoch sind deren Scheitelhöhen gegenüber der in diesem
mittleren Bereich herrschenden, in Fig. 4 durch eine gestrichelt gezeichnete horizontale Linie 14a angedeuteten
durchschnittlichen Gasgeschwindigkeit relativ gering, so dass also die Gasgeschwindigkeit 14 über diesem relativ
breiten Mittelbereich mit dem Wert 14a ebenfalls nahezu konstant ist. Zwar schlägt hier die Gasgeschwindigkeit
14 entsprechend den beiden Ablösungswirbeln 9 und 23 nach Fig. 3 zweimal, d.h. in Nähe der beiden Stellen Al und A2,
in negative Werte um, jedoch sind die dadurch umgrenzten Gebiete negativer Gasgeschwindigkeit im Vergleich zu dem
bei der konventionellen Umlenkung nach Fig. 1 auf den weit stärkeren Abreisswirbel 9 zurückzuführenden entsprechenden
Gebiet an der Stelle Al des Schaubildes nach Fig. 2 erheb-
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lieh kleiner.· Die durch die Einrichtung 16/17/18 erzwungene
Anströmung des Eintrittsquerschnittes A1-A2 im mittleren Bereich hat zur Folge, dass nach relativ geringen Eindringtiefen
in den Wärmetauscher 10 die Rauchgase im Gegensatz zur konventionellen Strömung (vgl. Fig. 1) über den ganzen
Querschnitt des nachfolgenden Vertikalzuges 2 verteilt werden.
Aber auch die Flugaschekonzentration 15 in den Rauchgasen verteilt sich gegenüber der entsprechenden Kurve 15 im
Schaubild nach Fig. 2 für die konventionelle Umlenkung 4 erheblich gleichmässiger über den Eintrittsquerschnitt A1-A2
des nachfolgenden Zuges 2. Denn auch hier können zwei Scheitel stellen SaI? und Sa20 der Kurve 15, die wieder den beiden
Rauchgas-Teilströmen 19 und 20 (vgl. Fig". 3) zuzuordnen
sind, keineswegs darüber hinwegtäuschen, dass hier die Flugaschekonzentration
trotz der diese beiden Scheitelstellen Sal9 und Sa20 bildenden Maxima im Verlauf der Äschekonzentrationskurve
15, über die ganze Strecke A1-A2 betrachtet, gegenüber der Aschekonzentrationskurve 15 nach Fig. 2 wesentlich
geringer und ausgeglichener ist.
Einige konstruktive Einzelheiten der Einrichtung 16/17/18 nach Fig. 3 sollen im folgenden erläutert werden. Wie aus
Fig. 3 hervorgeht, erstreckt sich die ebene, im wesentlichen als planparallele Platte gestaltete Lenkwand 16 senkrecht
zu den beiden zueinander parallelen Seitenwänden 2a des nachfolgenden aufwärtsgehenden Vertikalzuges 2, wobei sie
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beidseitig bis' an die Seitenwände 2a heranreicht und an
diesen auch befestigt ist. Die obere, d.h. bezogen auf den Weg der beiden Rauchgas-Teilströme 19 und 20, hintere,
horizontal verlaufende Lenkwandkante 16a ist etwa auf Mitte der Strecke A1-A2 angeordnet.
Die Lenkwand 16 kann, wie dies in Fig. 3 an den Stellen 26 angedeutet ist, mindestens teilweise aus Kühlrohren bestehen,
die als Verdampferrohre an das Verdampfersystern eines Dampfkessels
angeschlossen sein können, dem. auch der im zweiten, aufwärtsgehenden Vertikalzug 2 eingebaute konvektive Wärmetauscher
angehört. Die Lenkwand 16 könnte aber auch, vorzugsweise unter Einbeziehung der an ihr angebrachten Lenknase 17,
vollständig aus solchen Kühlrohren aufgebaut sein, die sich in Längsrichtung der Lenkwand 16 von unten nach oben erstrecken
und quer zu den Zugseitenwänden Za aneinandergereiht sind. Diese Kühlrohre sind vorzugsweise bestiftet und
mit Stampfmasse verkleidet, wobei sie als Flossenrohre ausgebildet oder als Stegrohr,e aneinandergeschweisst sein können.
Die Lenkwand 16 kann andererseits aber auch ungekühlt sein und aus hochtemperaturfestem Stahl bestehen oder aber vollständig
in feuerfestem Mauerwerk ausgeführt sein. Auch könnte die Lenkwand 16 fremdgekühlt, d.h. aus Rohren aufgebaut
sein, die von einem fliessfähigen Wärmeträgermedium durchströmt
werden. Falls die im zweiten, aufwärtsgehenden Zug 2 eingebauten Nachschaltheizflachen periodisch durch einen sogenannten
"Kugelregen" gereinigt werden, können zumindest die
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dem Kugelregen ausgesetzten Partien der Lenkwand 16, Lenknase
17 und des dritten Lenkorgans 18 gepanzert sein.
Der mit der erfindungsgemässen Einrichtung erreichte technische
Fortschritt besteht vor allem darin, dass die Anströmung des nachfolgenden aufwärtsgehenden Vertikalzuges bzw.
der darin angeordneten konvektiven Wärmetauscher gegenüber der mit der konventionellen Rauchgasumlenkung erreichten
Zugangströmung wesentlich ausgeglichener ist und daher örtlich auftretende, übermässige Verschmutzungen und/oder
mechanische Ueberbeanspruchungen der Wärmetauscherrohre durch Erosion und/oder Korrosion vermieden werden und dadurch
die Verfügbarkeit der Anlage erhöht wird. Zudem wird durch die gleichmässigere Anströmung des zweiten Zuges erreicht,
dass nunmehr auch die thermische Beanspruchung der Wärmetauscherrohre entsprechend gleichmässiger wird.
Abweichend von Fig. 3, die einen nur vorne, d.h. einen nur einseitig abgeschrägten Ascheaustragstrichter zeigt, könnte
die zuvor beschriebene Einrichtung zur Verbesserung der Flugaschenabscheidung auch in einer Umlenkung angeordnet
werden, die beiderseits, d.h. sowohl vorne als auch hinten, von schrägen Trichterwänden begrenzt ist, wobei Lage und
Gestaltung vor allem der Lenkwand der Form des beidseitig abgeschrägten Ascheaustragstrichters anzupassen sind. Statt
die Lenkwand im wesentlichen in Form einer planparallelen Platte auszubilden, könnte sie zumindest partiell auch
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bogenförmig verlaufen, wobei als geometrische Erzeugende Kreis-, Ellipsen-, Parabel- oder Hyperbelbögen verwendet
werden könnten.
Somit ist die Erfindung keineswegs an die in der Zeichnung nur beispielsweise dargestellte Ausführungsform der Einrichtung
gebunden, vielmehr können die Einzelheiten der Ausführung im Rahmen der Erfindung variiert werden.
Leerse rte
Claims (15)
- Patentansprüche[p. Einrichtung zur Verbesserung der Flugaschenabscheidung in
einem Verbrennungs-, insbesondere Abfallverbrennungsofen
mit Mehrzugkessel, bei dem zwei Vertikalzüge durch eine
untere Umlenkung miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch eine in der Umlenkung (4) angeordnete, den Rauchgasstrom (8) in zwei Teilströme (19, 20) aufteilende Lenkwand (16), eine auf deren Anströmungsseite (16c) vorgesehene
Lenknase (17) und ein an der die Umlenkung (4) rückseitig
begrenzenden Wand (6) angeordnetes drittes Lenkorgan (18). - 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) sich senkrecht zu den beiden Seitenwänden (2a) des zweiten Vertikalzuges (2) über den von diesen begrenzten lichten Zugquerschnitt erstreckt und an diesen beiden Wänden (2a) befestigt ist, und dass eine, bezogen auf den Weg der beiden Teilströme (19, 20) , hintere, horizontal verlaufende Lenkwandkante (16a) mindestens annähernd auf
Mitte der horizontalen Distanz (A1-A2) zwischen der unteren Kante (Al) der die beiden Vertikalzüge (1, 2) voneinander trennenden Zwischenwand (3) und der Rückwand (6a) des zweiten Zuges (2) angeordnet ist.809837/0 620ORSQiWAL INSPECTED - 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstromungsseite (16c) der Lenkwand (16) mindestens teilweise von einer ebenen Flächenpartie der Lenkwand (16) gebildet wird.
- 4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) in Form einer planparallelen Platte ausgebildet ist.
- 5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich mit gleichbleibendem Querschnitt horizontal über die ganze Breite der Lenkwand (16) erstreckende Lenknase (17) am hinteren Ende der Lenkwand (16) angeordnet ist und von ihr die hintere Lenkwandkante (16a) gebildet wird.
- 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenknase (17) mit ihrem Nasenprofil über die die Anstromungsseite (16c) der Lenkwand (16) bildende Lenkwandfläche hinausragt, während die der Anstromungsseite (16c) gegenüberliegende zweite Hauptfläche der Lenkwand (16) sich in stetigem Verlauf bis zur hinteren Lenkwandkante (16a) erstreckt.8088-37/0620
- 7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Umlenkung (4) hineinragende dritte Lenkorgan (18) sich mit gleichbleibendem Querschnitt horizontal über die ganze lichte Breite des Querschnittes des zweiten Zuges (2) erstreckt und der hinteren Lenkwandpartie gegenüberliegt.
- 8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Lenkorgan (18) mindestens annähernd auf der gleichen Höhe, wie die, bezogen auf den Rauchgasweg, vordere Ansatzstelle der Lenknase (17) an der Lenkwand-Anströmungsflache (16c), an der die Umlenkung (4) rückseitig begrenzender Wand (6) angeordnet ist.
- 9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) in der Umlenkung (4) so angeordnet ist und eine von einem aussenliegenden Teilstrom (20) umspülte, bezogen auf dessen Weg, vordere, horizontal verlaufende Lenkwandkante (16b) von einer schrägen Vorderwand (5) der einen mindestens einseitig abgeschrägten Ascheaustragstrichter (7) bildenden Umlenkung (4) derart distanziert ist, dass die Lenkwand (16) einen Teil der Gasmenge des aus dem ersten Vertikalzug (1) ausströmenden ungeteilten Rauchgasstromes (8) er-809837/0820fasst und diese Teilgasmenge hinter der unteren Kante (Al) der Zwischenwand (3) als innenliegenden Teilstrom (19) umlenkt.
- 10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) in Strömungsrichtung der beiden Teilströme (19, 20) gegen die die Umlenkung (4) rückseitig begrenzende, vertikal verlaufende Wand (6) geneigt ist.
- 11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) mindestens teilweise aus Kühlrohren (26) besteht, die an das Verdampfersystem eines Dampfkessels oder einen Heisswasserkessel angeschlossen sind,
- 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) im wesentlichen aus bestifteten und mit Stampfmasse verkleideten Rohren besteht.
- 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre als Flossenrohre ausgebildet oder als Stegrohre aneinandergeschweisst sind.
- 14. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwand (16) ungekühlt ist und aus hochtemperaturbe-809837/0620 '"'ständigem Stahl oder feuerfestem Mauerwerk besteht oder mittels eines durch Lenkwandrohre (26) hindurchgeführten Wärmeträgers fremdgekühlt ist. *
- 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die einem Kugelregen für die Reinigung der im zweiten Vertikalzug (2) angeordneten Nachschaltheizflachen (10) ausgesetzten Partien der Lenkwand (16), der Lenknase (17) und des dritten Lenkorgans (18) gepanzert sind.809837/0020
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